Оксосоединения (альдегиды и кетоны)
Статья - Биология
Другие статьи по предмету Биология
·уя группу ОН. Таким образом, альдегидная группа превращается в карбоксильную, и альдегиды, следовательно, окисляются в карбоновые кислоты с таким же, как в исходном альдегиде, числом углеродных атомов: [O]
RCH RCOH
II II
альдегид О О кислота
Например: [О] [О]
НСН НСОН ; СН3СН СН3СОН
II II II II
О О О О
муравьиный муравьиная уксусный уксусная
альдегид кислота альдегид кислота
Кетоны окисляются значительно труднее, в их молекулах при уже окисленном углероде карбонильной группы нет водорода, и в этом отношении они напоминают третичные спирты. Поэтому они не окисляются слабыми окислителями. Под действием сильных окислителей они распадаются: разрывается углеродная цепь около карбонильной группы с одной или другой стороны, в результате образуются кислоты (иногда и кетоны) с меньшим числом углеродных атомов. Например:
СН3
2[О] 5 4 О О
O CH3 СН3С + ССНСН3
5 4 3II 2 1 а кислота ОН НО кислота
СН3СН2ССНСН3 СН3
а б 2[О] 5 4 3 О
этилизопропилкетон СН3СН2С + О=ССН3
(2-метил-3-пентанон) б кислота ОН кетон
Различное отношение к действию слабых окислителей используют для качественного открытия альдегидов в отличие от кетонов.
Качественная реакция на альдегиды с аммиачным раствором оксида серебра
Альдегиды окисляются оксидом серебра:
RCH + Ag2O RCOH + 2Ag
II II
О О
альдегид кислота
В качестве реактива берут бесцветный раствор оксида серебра в водном аммиаке, содержащий комплексное соединение [Ag(NH3)2]OH. При нагревании его с альдегидом, а иногда и на холоду выпадает серебро, образующее на поверхности стеклянного сосуда зеркальный слой (реакция серебряного зеркала).
Кетоны не окисляются оксидом серебра и этой реакции не дают.
Качественные реакции на альдегиды с соединениями меди
Свежеосажденный голубого цвета осадок гидрата оксида меди Cu(OH)2 при нагревании с альдегидами в результате окисления последних и восстановления оксида меди, превращается в осадок закиси меди кирпично-красного цвета:
RCH + 2Cu(OH)2 RCOH + Cu2O + 2H2O
II II
альдегид О О кислота
Обычно для реакции берут так называемую жидкость Фелинга, которую готовят смешением раствора сульфата меди со щелочным раствором соли винной кислоты. При нагревании с альдегидом интенсивный синий цвет реактива исчезает и из раствора выпадает осадок оксид меди (I). Кетоны этих реакций не дают.
Реакции присоединения к карбонильной группе
За счет двойной связи карбонильной группы альдегиды и кетоны вступают в различные реакции присоединения. И в этом случае альдегиды обычно более активны, чем кетоны.
Восстановление альдегидов и кетонов (присоединение водорода)
Водород в момент выделения присоединяется к карбонильной группе альдегидов и кетонов. В присутствии катализаторов (например, Ni) возможно присоединение и обычного газообразного водорода (Н2). Альдегиды восстанавливаются в первичные, а кетоны во вторичные спирты. Например:
СН3СН Н СН3СН2
II +
уксусный О Н Ni ОН этиловый спирт
альдегид (первичный)
СН3 СН3
СН3С Н СН3СН
II + Ni изопропиловый спирт
ацетон (кетон) О Н ОН (вторичный)
Присоединение синильной кислоты
Альдегиды и кетоны присоединяют к карбонильной группе синильную кислоту-HCN (в присутствии следов щелочи). При этом образуется так называемые -оксинитрилы (нитрилы -оксикислот; циангидрины). В них оксигруппа (ОН) находится при углероде, соседнем с нитрильной группой (остатком синильной кислоты СN), т.е. в -положении. Например:
СН3СН СN CH3CHCN
уксусный II + синильная
альдегид О Н кислота ОН -оксинитрил
СН3 CH3
CH3C СN CH3CCN
II + синильная
ацетон О Н кислота ОН -оксинитрил
Важно отметить, что углеродный скелет оксинитрила содержит на один углеродный атом больше, чем исходный альдегид или кетон, т.е. при этой реакции происходит наращивание углеродной цепи.
Присоединение воды
Альдегиды могут присоединять молекулы воды, образуя гидраты. Водород воды присоединяется к карбонильному кислороду, а гидроксил к углероду:
RCH OH RCHOH
II +
O H OH гидрат альдегида
Образующийся гидрат альдегида представляет собой не что иное, как двухатомный спирт с двумя гидроксилами при одном углероде. Но мы уже знаем, что такие спирты неустойчивы: образуясь при реакциях, они выделяют воду и превращаются в соединения с карбонильной группой. Поэтому гидраты альдегидов существуют, за редким исключением, лишь в водном растворе. Приведенная реакция обратима, причем в зависимости от характера связанного с альдегидной группой радикала равновесие смещено в ту или иную сторону. Например, для раствора муравьиного альдегида оно почти полностью смещено вправо. Раствор уксусного альдегида тоже соде?/p>